PL229600B1 - Device ensuring two-phase flow in the liquid sprayer and the liquid sprayer containing such a device and method for modifying the liquid sprayer - Google Patents
Device ensuring two-phase flow in the liquid sprayer and the liquid sprayer containing such a device and method for modifying the liquid sprayerInfo
- Publication number
- PL229600B1 PL229600B1 PL416533A PL41653316A PL229600B1 PL 229600 B1 PL229600 B1 PL 229600B1 PL 416533 A PL416533 A PL 416533A PL 41653316 A PL41653316 A PL 41653316A PL 229600 B1 PL229600 B1 PL 229600B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- tube
- liquid
- nozzle
- outlet
- channel
- Prior art date
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62C—FIRE-FIGHTING
- A62C13/00—Portable extinguishers which are permanently pressurised or pressurised immediately before use
- A62C13/62—Portable extinguishers which are permanently pressurised or pressurised immediately before use with a single permanently pressurised container
- A62C13/64—Portable extinguishers which are permanently pressurised or pressurised immediately before use with a single permanently pressurised container the extinguishing material being released by means of a valve
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62C—FIRE-FIGHTING
- A62C5/00—Making of fire-extinguishing materials immediately before use
- A62C5/008—Making of fire-extinguishing materials immediately before use for producing other mixtures of different gases or vapours, water and chemicals, e.g. water and wetting agents, water and gases
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62C—FIRE-FIGHTING
- A62C99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
- A62C99/0009—Methods of extinguishing or preventing the spread of fire by cooling down or suffocating the flames
- A62C99/0072—Methods of extinguishing or preventing the spread of fire by cooling down or suffocating the flames using sprayed or atomised water
Abstract
Description
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest urządzenie zapewniające przepływ dwufazowy w rozpylaczu cieczy oraz rozpylacz cieczy zawierający takie urządzenie, a także sposób modyfikowania rozpylacza cieczy.The present invention relates to a two-phase flow device for a liquid atomizer and a liquid atomizer comprising such device, and a method for modifying the liquid atomizer.
Urządzenia do rozpylania cieczy istotne dla przedmiotowej innowacji są zaopatrzone w zbiornik (zasobnik ciśnieniowy) cieczy np. wody lub roztworów wodnych, oraz w gaz napędowy zapewniający hydroforowe wypieranie wspomnianej cieczy ze zbiornika. Urządzenia te są zaopatrzone w górnej części w głowicę z zaworem sterującym i z co najmniej jednym wylotem zakończonym dyszą wylotową oraz rurkę zanurzeniową rozciągającą się od głowicy co najmniej częściowo wewnątrz zbiornika. Rurka zanurzeniowa jest wyposażona w dolnej części, niemal stykającej się z dnem zbiornika w otwór wlotowy, często zaopatrzony w filtr oddzielający niepożądane cząstki stałe, które mogą uszkodzić głowicę lub zatykać dyszę wylotową. Głowica posiada różnego rodzaju osprzęt, siedzisko do zamocowania węża lub dyszy wylotowej, lub komory dyspersyjnej przed dyszą wylotową, manometr ze wskaźnikiem albo zawór bezpieczeństwa i może mieć różną budowę. W bardziej rozbudowanych konstrukcjach rozpylacza (tzw. agregatach) głowica może być częścią kolektora, który łączy dwa lub więcej zasobników fazy ciekłej, zbiornik na gaz sprężony, układ węży lub maskę gazową operatora itd. Urządzenia tego typu mogą być wykorzystywane przykładowo w farmacji, kosmetyce, np. do pielęgnacji skóry, w urządzeniach do ochrony roślin, urządzeniach dezynfekujących lub w budownictwie, do powierzchniowego zabezpieczania czy impregnowania różnych materiałów czy konstrukcji.The liquid spraying devices relevant to the present invention are provided with a reservoir (pressurized reservoir) of liquids, e.g. water or aqueous solutions, and with a propellant gas providing a hydrophore displacement of said liquid from the reservoir. These devices are provided in the upper part with a head with a control valve and with at least one outlet terminating in a discharge nozzle and a dip tube extending from the head at least partially inside the reservoir. The dip tube has an inlet opening at the bottom, almost in contact with the bottom of the tank, often with a filter to separate unwanted solid particles that could damage the head or clog the outlet nozzle. The head has various types of accessories, a seat for attaching a hose or an outlet nozzle, or a dispersion chamber in front of the outlet nozzle, a pressure gauge with an indicator or a safety valve, and can be of various designs. In more complex sprayer designs (so-called aggregates), the head can be part of a manifold that connects two or more liquid phase containers, a compressed gas tank, a hose system or an operator's gas mask, etc. Devices of this type can be used, for example, in pharmacy, cosmetics, e.g. for skin care, in plant protection devices, disinfecting devices or in construction, for surface protection or impregnation of various materials or structures.
Szczególnym przypadkiem omawianego urządzenia są gaśnice. Gaśnice zasilane wodą (lub inną cieczą niepalną) i gazem napędowym, w których uzyskuje się silnie zdyspergowany warkocz mgły użytecznej do celów gaśniczych i spełniające wymagania normatywne dla gaśnic przenośnych lub przewoźnych nazywane są wodnomgłowymi. Zazwyczaj w takich gaśnicach nie występuje przepływ dwufazowy, a dyspersję uzyskuje się dzięki odpowiedniej konstrukcji dyszy wylotowej.Fire extinguishers are a special case of the discussed device. Fire extinguishers powered by water (or other non-flammable liquid) and propellant gas, in which a highly dispersed tail of fog useful for extinguishing purposes is obtained and meeting the normative requirements for portable or mobile fire extinguishers are called water-fog extinguishers. Usually in such extinguishers there is no two-phase flow, and the dispersion is achieved thanks to the appropriate design of the outlet nozzle.
Problemem wszystkich gaśnic wodnych jest przewodność elektryczna strumienia gaśniczego, a także powodowanie dużych strat popożarowych w akcjach pożarniczych. Gaśnice mgłowe (a zwłaszcza wodnomgłowe pracujące na czystej wodzie) pozwalają wyeliminować te niedogodności, a jednocześnie zachowane zostają zalety wody jako łatwo dostępnego, taniego i przyjaznego dla środowiska środka gaśniczego. Dodatkowe zalety mgły gaśniczej, to możliwość skutecznego gaszenia wszystkich klas pożarów, poza pożarami metali palnych (klasa D), brak korozji w otoczeniu pożaru, wystarczającą obecność tlenu w atmosferze otoczenia pożaru pozwalającą na oddychanie, usuwanie dymu z otoczenia, tworzenie ochronnego ekranu termicznego przez obłok mgły chroniący operatora i osoby postronne, niepękanie rozgrzanych powłok żeliwnych i innych podobnych elementów (eliminacja szoku termicznego) gaszonych mgłą wodną, niska energia kinetyczna pożarowo efektywnej mgły pozwalająca na gaszenie ludzi.The problem of all water extinguishers is the electrical conductivity of the extinguishing stream, as well as causing large fire losses in fire operations. Fog extinguishers (and especially water-fog extinguishers operating on clean water) allow to eliminate these inconveniences, and at the same time retain the advantages of water as an easily available, cheap and environmentally friendly extinguishing agent. Additional advantages of the extinguishing mist are the ability to effectively extinguish all classes of fires, except for fires of combustible metals (class D), no corrosion in the vicinity of the fire, sufficient presence of oxygen in the atmosphere surrounding the fire to allow breathing, removing smoke from the environment, creating a protective thermal shield through the cloud fogs that protect the operator and bystanders, non-cracking of hot cast iron coatings and other similar elements (elimination of thermal shock) extinguished by water mist, low kinetic energy of fire-effective fog that allows people to be extinguished.
Konstrukcje typowych przenośnych gaśnic wodnych napotykają jednak na barierę ograniczonej ilości gazu napędowego niezbędnego do rozproszenia wody do poziomu mgły gaśniczej. Możliwe są dwa sposoby generowania mgły. Pierwszym jest dynamiczne rozbicie strumienia środka ciekłego przy jednofazowym zasilaniu dyszy wylotowej, rzadziej komory dyspersyjnej, co wymaga zapewnienia stosunkowo wysokich ciśnień. Drugim sposobem, i taki zastosowano w urządzeniu według wynalazku, jest zapewnienie przepływu dwufazowego w celu rozbicia cieczy, w którym wymagane ciśnienia zasilania są niższe.The designs of typical portable water extinguishers, however, face a barrier of a limited amount of propellant gas necessary to disperse the water to the level of the extinguishing mist. There are two possible ways to generate fog. The first is the dynamic breakdown of the liquid medium stream with single-phase feeding to the outlet nozzle, less often to the dispersion chamber, which requires relatively high pressures. A second method, and one used in the apparatus of the invention, is to provide a two-phase flow to break up the liquid, wherein the required feed pressures are lower.
Z międzynarodowego opisu zgłoszeniowego WO 2007006987A1 znane jest urządzenie zaopatrzone w rurkę syfonową z otworem lub kilkoma otworami, umieszczonymi nad powierzchnią swobodną cieczy na tej samej wysokości, co powoduje napływanie gazu do strumienia środka ciekłego w rurce i generuje przepływ dwufazowy w postaci pęcherzyków gazu unoszonych strumieniem cieczy. Autorzy nie odnoszą się szczegółowo do wymaganych parametrów dla otworów w rurce syfonowej i nie proponują żadnych dodatkowych udoskonaleń urządzenia. Przy ciśnieniu gazu zasilającego (azotu) wynoszącym 15 bar dla 10 litrowego zbiornika napełnionego 3 litrami wody, uzyskano rozdrobnienie wody do kropli o rozmiarach poniżej 400 mikrometrów, a strumień mgły miał zasięg 8 m, przy czym działanie urządzenia zapewniono przez 25 sekund. Autorzy sygnalizują problemy związane z kalibracją urządzenia tj. możliwością zbytniego wypełniania gazem rurki syfonowej. W przedstawionym przykładowym użyciu jedynie poniżej 1/3 zbiornika została wypełniona czynnikiem gaśniczym (wodą), co było spowodowane brakiem gospodarki gazem i koniecznością zapewnienia jego naddatku.From the international application WO 2007006987A1 a device is known which has a siphon tube with an opening or several openings located above the free surface of the liquid at the same height, which causes gas to flow into the liquid medium stream in the tube and generates a two-phase flow in the form of gas bubbles entrained in the liquid stream. . The authors do not refer in detail to the required parameters for the holes in the siphon tube and do not propose any additional improvements to the device. With a feed gas (nitrogen) pressure of 15 bar for a 10 liter tank filled with 3 liters of water, the water was pulverized to droplets less than 400 micrometers in size, and the fog spray was 8 m reach, and the device was operated for 25 seconds. The authors point out problems related to the calibration of the device, i.e. the possibility of overfilling the siphon tube with gas. In the presented example use, only less than 1/3 of the tank was filled with the extinguishing agent (water), which was caused by the lack of gas management and the need to provide gas surplus.
PL 229 600 B1PL 229 600 B1
W międzynarodowym opisie zgłoszeniowym WO 2011011087383A1 (także zgłoszeniu P.390170) przedstawiono urządzenie do regulacji przepływu dwufazowego. Istotą urządzenia jest zastosowanie wirnika łopatkowego o szczególnej konstrukcji pracującego w oddzielnym zasilaniu gazem i cieczą w układzie przeciwprądowym. Przewód zasilający gazowy jest zaślepiony na jednym końcu, zaopatrzony w otwory boczne, generujące zmienne proporcjonowanie gazu, ale proces wytwarzania przepływu dwufazowego zachodzi już w komorze roboczej wirnika, a przepływ ten jest tłoczkowy niemal w trakcie całego cyklu, natomiast staje się dyspersyjny jedynie pod sam koniec cyklu rozładunku, na etapie przedmuchu butli.In the international application WO 2011011087383A1 (also in the application P.390170) a device for regulating a two-phase flow is disclosed. The essence of the device is the use of a blade rotor with a special design, operating in a separate gas and liquid supply in a countercurrent system. The gas supply conduit is closed at one end, provided with side openings generating variable gas proportions, but the process of generating two-phase flow takes place already in the working chamber of the rotor, and this flow is plunger almost throughout the cycle, while it becomes dispersive only at the very end unloading cycle, at the cylinder purge stage.
Różnego typu dyspersyjne dysze wylotowe, w tym stosowane od końca ubiegłego: wieku dysze pęcherzykowe (j. ang. effervescent) znalazły zastosowanie w rozpylaczach, nebulizatorach, wtryskiwaczach i palnikach.Various types of dispersion nozzles, including those used since the end of the last century: bubble nozzles (effervescent) have been used in atomizers, nebulizers, injectors and burners.
W przykładowych opisach zgłoszeniowych US 20120241535A1 oraz US 20140138102A1 przedstawiono różne konstrukcje udoskonalonych, pęcherzykowych dyszy dyspersyjnych, które przy prawidłowym reżimie zasilania przepływem dwufazowym mają zazwyczaj najmniejsze możliwe zapotrzebowanie na gaz w stosunku do intensywności przepływu cieczy.The exemplary applications US 20120241535A1 and US 20140138102A1 disclose various designs of improved bubble dispersion nozzles which, with the correct two-phase flow feeding regime, typically have the lowest possible gas requirement in relation to the liquid flow rate.
Przykładową dyszę zderzeniową do rozpylania cieczy, w której osiąga się zderzenia strumieni wylotowych przedstawiono w opisie wzoru użytkowego PL 65131Y1,An example of an impact nozzle for spraying a liquid, in which collisions of the outlet streams are achieved, are presented in the description of the utility model PL 65131Y1,
Ze względu na wysokie walory gaśnic mgłowych nadal istnieje potrzeba udoskonalenia tych urządzeń. W gaśnicy przenośnej pracującej w systemie dwufazowym sprawność procesu dyspersji cieczy w całym cyklu rozładowania gaśnicy ma fundamentalne znaczenie, ale w przywołanych rozwiązaniach nie została ona systematycznie powiązana z gospodarką gazem.Due to the high qualities of fog extinguishers, there is still a need to improve these devices. In a portable extinguisher operating in a two-phase system, the efficiency of the liquid dispersion process throughout the extinguisher discharge cycle is of fundamental importance, but in the solutions mentioned it has not been systematically related to gas management.
Urządzenie zapewniające przepływ dwufazowy w rozpylaczu cieczy, zawierające w górnej części układ sterowania rozładowaniem, z co najmniej jednym otworem wylotowym, oraz, umieszczoną poniżej tego układu, połączoną z nim, co najmniej jedną rurkę zanurzeniową mającą w swej najniższej części, zaopatrzony ewentualnie w filtr ciał obcych, wlot kanału rurki, połączony z układem sterowania rozładowaniem i dalej z otworem wylotowym, według wynalazku cechuje się tym, że rurka zanurzeniowa zawiera ogranicznik poboru cieczy, a powyżej niego zawiera szereg bocznych otworów łączących przestrzeń zewnętrzną rurki z kanałem rurki, przy czym kolejne otwory boczne rozmieszczone są w kierunku wzdłużnym rurki, w różnej odległości od ogranicznika.A two-phase flow device in a liquid sprayer, comprising a discharge control on top with at least one outlet and connected downstream to at least one dip tube having at its lowest part possibly provided with a body filter In accordance with the invention, the dip tube inlet of the tube channel connected to the discharge control system and further to the outlet port is characterized in that the dip tube comprises an uptake restrictor and above it it comprises a series of side openings connecting the outer space of the tube to the tube passage, successive openings the lateral ones are arranged in the longitudinal direction of the tube, at different distances from the limiter.
W korzystnym wykonaniu otwory boczne rozmieszczone są na rurce tak, że wzajemna odległość pionowa pomiędzy sąsiadującymi otworami wzrasta wraz ze zbliżaniem się ich położenia w kierunku górnej części urządzenia, przy czym taki układ otworów zachowany na co najmniej części rurki.In a preferred embodiment, the side openings are arranged on the tube such that the mutual vertical distance between adjacent openings increases as their position approaches the upper part of the device, with the pattern of holes retained over at least a portion of the tube.
Korzystnie, rurka ustawiona jest pionowo.Preferably, the tube is vertical.
Korzystnie, otwory są rozmieszczone (zlokalizowane) na rurce w co najmniej jednej linii skośnej lub śrubowej względem wzdłużnej osi rurki.Preferably, the holes are arranged (located) on the tube in at least one oblique or helical line with respect to the longitudinal axis of the tube.
Korzystnie, ogranicznik wraz z filtrem ciał obcych stanowi odłącza Iny zespół osadzony na wlocie kanału wewnętrznego rurki.Preferably, the restrictor together with the foreign-body filter constitute a disconnect device mounted on the inlet of the inner channel of the tube.
Korzystnie, ogranicznik ma formę przewężenia kanału rurki lub formę kryzy lub formę co najmniej jednej częściowej przegrody poprzecznej w kanale rurki lub skrzyżowanych kilku takich częściowych przegród poprzecznych lub formę nakładki o średnicy mniejszej niż średnica wlotu rurki.Preferably, the restrictor is in the form of a constriction of the tube channel or the form of an orifice or the form of at least one partial transverse septum in the conduit of the tube or of an intersection of several such partial transverse partitions or the form of an overlay with a diameter smaller than the diameter of the inlet of the tube.
Rozpylacz cieczy wyposażony w zbiornik fazy ciekłej oraz w źródło gazu pod ciśnieniem, które stanowi albo przestrzeń nad powierzchnią swobodną albo nabój albo zbiornik zewnętrzny oraz urządzenie zapewniające przepływ dwufazowy w rozpylaczu cieczy, zawierające w górnej części układ sterowania rozładowaniem, z co najmniej jednym otworem wylotowym i dyszą, oraz, umieszczoną poniżej tego układu, połączoną z nim, co najmniej jedną rurkę zanurzeniową mającą w swej najniższej części, zaopatrzony ewentualnie w filtr ciał obcych, wlot kanału rurki, połączony z układem sterowania rozładowaniem i dalej z otworem wylotowym i z dyszą, według wynalazku cechuje się tym, że rurka zanurzeniowa zawiera ogranicznik poboru cieczy, a powyżej niego zawiera szereg bocznych otworów łączących przestrzeń zewnętrzną rurki z kanałem rurki, przy czym kolejne otwory boczne rozmieszczone (zlokalizowane) są w kierunku wzdłużnym rurki, w różnej odległości od ogranicznika.A liquid sprayer having a liquid-phase reservoir and a pressurized gas supply which is either a space above the free surface, or a cartridge or external tank, and a two-phase flow device in the liquid sprayer, having on its upper part a discharge control system with at least one outlet and a nozzle and, downstream of the system, connected thereto, at least one dip tube having at its lowest part, possibly provided with a foreign-body filter, a tube channel inlet connected to the discharge control system and further to the outlet and to the nozzle according to the invention is characterized in that the dip tube includes a restrictor of liquid intake and above it includes a series of side openings connecting the outer space of the tube to the tube passage, with further side openings arranged (located) in the longitudinal direction of the tube at different distances from the stop.
Korzystnie, otwory boczne rozmieszczone są na rurce tak, że wzajemna odległość pionowa pomiędzy sąsiadującymi otworami wzrasta wraz ze zbliżaniem się ich położenia w kierunku górnej części urządzenia, przy czym taki układ otworów zachowany na co najmniej części rurki.Preferably, the side openings are disposed on the tube such that the mutual vertical distance between adjacent openings increases as their position approaches the top of the device, with the pattern of openings retained over at least a portion of the tube.
Korzystnie, rozpylacz stanowi gaśnicę mgłową, w której ciecz stanowi woda.Preferably, the nebulizer is a water mist extinguisher in which the liquid is water.
Korzystnie, dysza wylotowa jest zderzeniową dyszą wielokanałową, a kanały wylotowe mają formę stożkową lub tulejowatą, o średnicy zwężającej się ku wylotowi.Preferably, the outlet nozzle is a multi-channel collision nozzle, and the outlet channels are of a conical or sleeve-shaped form with a diameter tapering towards the outlet.
PL 229 600 B1PL 229 600 B1
Korzystnie, dysza jest dyszą zespoloną, złożoną z korpusu, na którym osadzona jest płyta czołowa, zaopatrzona w kanały wylotowe oraz znajdującą się w pewnej odległości płyty statora, zaopatrzonej w kanały przelotowe, ze znajdującą się pomiędzy tymi płytami komorą przygotowawczą.Preferably, the nozzle is a combined nozzle, consisting of a body on which a face plate is mounted, provided with outlet channels, and a stator plate at a distance, provided with through-channels, with a preparation chamber between these plates.
Przedmiotem wynalazku jest także sposób modyfikowania rozpylacza cieczy wyposażone go w zbiornik fazy ciekłej oraz w źródło gazu pod ciśnieniem, które stanowi albo przestrzeń nad powierzchnią swobodną albo nabój albo zbiornik zewnętrzny, oraz w urządzenie zapewniające przepływ dwufazowy w rozpylaczu cieczy, zawierające w górnej części układ sterowania rozładowaniem, z co najmniej jednym otworem wylotowym i dyszą, oraz, umieszczoną poniżej tego układu, połączoną z nim, co najmniej jedną rurkę zanurzeniową mającą w swej najniższej części, zaopatrzony ewentualnie w filtr ciał obcych, wlot kanału rurki, połączony z układem sterowania rozładowaniem i dalej z otworem wylotowym i z dyszą, charakteryzujący się tym, że na rurce zanurzeniowej montuje się poprzez szczelne łącze klejowe, zgrzewane lub gwintowane ogranicznik poboru cieczy, a powyżej niego w rurce wykonuje się szereg bocznych otworów łączących przestrzeń zewnętrzną rurki z kanałem rurki, przy czym kolejne otwory boczne wykonuje się w kierunku wzdłużnym rurki, w różnej odległości od ogranicznika.The invention also relates to a method of modifying a liquid sprayer having a liquid-phase reservoir and a pressurized gas source, which is either a space above the free surface, or a cartridge or an external reservoir, and a two-phase flow device in the liquid sprayer, having in the upper part a control system discharging, with at least one outlet and nozzle, and downstream of the system and connected thereto, at least one dip tube having at its lowest part, possibly provided with a foreign-body filter, a tube channel inlet connected to the discharge control and further with an outlet opening and a nozzle, characterized in that a liquid intake restrictor is mounted on the immersion tube through a sealed adhesive joint, welded or threaded, and above it, a series of side openings connecting the outer space of the tube with the tube channel are made in the tube, further side holes are made in the longitudinal direction of the tube, at different distances from the stop.
Przedmiot wynalazku w przykładowym wykonaniu został uwidoczniony na rysunku, na którym na fig. 1 przedstawiono widok ogólny rozpylacza cieczy w wariancie z gazem napędowym zmagazynowanym wewnątrz zbiornika z cieczą, ponad jej poziomem, z rurką zanurzeniową zaopatrzoną w otwory i z ogranicznikiem przepływu cieczy, na fig. 2A przedstawiono urządzenie zapewniające przepływ dwufazowy w rozpylaczu cieczy, zespolone bezpośrednio z układem sterowania rozładowaniem, obejmujące rurkę zanurzeniową z ogranicznikiem przepływu cieczy w postaci zespołu zintegrowanego z filtrem, na fig. 2B pokazano analogiczne urządzenie jak na fig. 2A, jednak ogranicznik przepływu cieczy ma postać zwężenia rurki, a filtr występuje osobno, na fig. 3A przedstawiono ogranicznik przepływu cieczy, jako zespół zintegrowany z filtrem, przy czym na fig. 3B dodatkowo pokazano jego przekrój poprzeczny w płaszczyźnie A-A zaznaczonej na fig. 3A, na fig. 3C stronę odpływową ogranicznika, a na fig. 3D stronę dopływową ogranicznika, na fig. 4A przedstawiono przykładową, korzystną budowę zespolonej dyszy wylotowej w przekroju poprzecznym, z końcówką dostosowaną do zamontowania dyszy na wężu, na fig. 4B pokazano korpus dyszy z fig. 4A, dostosowany do bezpośredniego montażu w korpusie zaworu spustowego, na fig. 4C widok płyty zewnętrznej (czołowej) zespołu dyszy od strony odpływowej (dolny rysunek) i widok płyty statora od strony odpływowej (górny rysunek), a na fig. 4D widok płyty zewnętrznej od strony dopływowej (dolny rysunek) i widok płyty statora od strony dopływowej (górny rysunek), a na fig. 4E widok boczny płyty zewnętrznej (dolny rysunek) i płyty statora (górny rysunek), na fig. 5 pokazano różne rodzaje rozpylaczy cieczy np. gaśnic tj. kolejno rozpylacz z gazem pod ciśnieniem, znajdującym się (zmagazynowanym) we wspólnej komorze (zbiorniku ciśnieniowym) z cieczą, z dyszą wylotową połączoną za pośrednictwem węża; analogiczny rozpylacz z dyszą dołączoną bezpośrednio do korpusu zaworu głównego, rozpylacz z gazem umieszczonym w naboju wewnętrznym i z dyszą wylotową połączoną za pośrednictwem węża; rozpylacz z gazem umieszczonym w zbiorniku zewnętrznym, połączonym z zasobnikiem na wodę układem kolektora i z dyszą wylotową połączoną za pośrednictwem węża; rozpylacz w układzie agregatu z dwoma zasobnikami cieczy połączonymi układem kolektora z zewnętrznym zbiornikiem gazu i dyszą wylotową połączoną za pośrednictwem węża; rozpylacz w układzie stałego urządzenia, np. gaśniczego, ze zdalnym sterowaniem zaworem sterującym rozładowaniem, instalacyjnie (sztywne łącze) połączonym z dyszą wylotową.The subject of the invention in an exemplary embodiment has been shown in the drawing, in which fig. 1 shows a general view of the liquid sprayer in the variant with the propellant gas stored inside the liquid tank, above its level, with a dip tube provided with holes and a liquid flow restrictor, in Fig. 2A shows a two-phase flow device in a liquid sprayer coupled directly to the discharge control system including a dip tube with a liquid flow restrictor assembly integrated with the filter, and Fig. 2B shows an analogous device to Fig. 2A, but the liquid flow restrictor is the constriction of the tube and the filter is separate, Fig. 3A shows the liquid flow restrictor as an assembly integrated with the filter, while Fig. 3B additionally shows its cross-section in the plane AA marked in Fig. 3A, in Fig. 3C the downstream side of the restrictor and in Fig. 3D the upstream side is a restrictor and, Fig. 4A shows an exemplary preferred structure of a combined discharge nozzle in cross-section with a tip adapted to be mounted on a hose, Fig. 4B shows the nozzle body of Fig. 4A adapted for direct installation in the body of a discharge valve, in Fig. 4B. 4C downstream view of the outer (face) plate of the nozzle assembly (lower drawing) and downstream view of the stator plate (upper drawing), and in Fig. 4D upstream view of the outer plate (lower drawing) and view of the stator plate from the downstream side. (upper drawing), and in Fig. 4E a side view of the outer plate (lower drawing) and stator plate (upper drawing), in Fig. 5 there are shown different types of liquid sprayers, e.g. fire extinguishers, i.e. (stored) in a common chamber (pressure vessel) with the liquid, with the outlet nozzle connected via a hose; an analogous atomizer with a nozzle connected directly to the main valve body, a gas atomizer housed in the inner cartridge and with an outlet nozzle connected via a hose; a gas atomizer located in an external tank connected to the water reservoir by a manifold system and to an outlet nozzle connected via a hose; a sprayer in an aggregate system with two liquid bunkers connected by a collector system with an external gas tank and an outlet nozzle connected via a hose; a sprayer in a system of a fixed device, e.g. a fire-fighting device, with a remote control of the discharge control valve, installationally (rigid link) connected to the outlet nozzle.
Znane, typowe rozpylacze cieczy zawierają zbiornik ciśnieniowy 1, w którym znajduje się ciekłe medium 2, a nad nim znajduje się gaz pod ciśnieniem 3, w pierwszym przykładzie wykonania, lub w drugim przykładzie wykonania - gaz pod niewysokim ciśnieniem oraz gaz napędowy w naboju wewnętrznym lub zbiorniku zewnętrznym, w trzecim przykładzie. Układ sterowania rozładowaniem 4 zawiera zawór umieszczony na szczycie zbiornika ciśnieniowego, a rurka zanurzeniowa (aspiracyjna) 5 jest zamocowana w dolnej części korpusu tego zaworu i rozciąga się poniżej w przestrzeni zbiornika 1. Dolna część rurki lub wlot rurki jest zaopatrzony w filtr, np. siatkowy, cząstek stałych. Układ sterowania rozładowaniem jest zaopatrzony w otwór wylotowy skojarzony z dyszą wylotową 8, która może być mocowana bezpośrednio lub pośrednio za pomocą elastycznego węża.Known, typical liquid atomizers include a pressure vessel 1 in which there is a liquid medium 2 and above it is a gas under pressure 3, in the first embodiment, or in the second embodiment - a low pressure gas and a propellant gas in the inner cartridge or external tank, in the third example. The discharge control system 4 comprises a valve located on the top of the pressure vessel, and a dip tube 5 is attached to the lower part of the valve body and extends downstream into the reservoir 1. The lower part of the tube or tube inlet is provided with a filter, e.g. , particulate matter. The discharge control system is provided with an outlet associated with the outlet nozzle 8 which can be attached directly or indirectly with a flexible hose.
Urządzenie zapewniające przepływ dwufazowy w rozpylaczu cieczy, według wynalazku, cechuje się tym, że rurka zanurzeniowa 5 zawiera osadzony w jej dolnej części lub na jej końcu ogranicznik 6 przepływu cieczy, a powyżej niego zawiera boczne przelotowe otwory 9 łączące przestrzeń zewnętrzną rurki 5 z kanałem rurki. Lokalizacja otworów w stosunku do powierzchni swobodnej cieczy w rozpylaczu gotowym do pracy jest specyficzna - większość otworów lub wszystkie jest (są) ulokowana (-e) poniżej tej wysokości, a dostęp gazu do kolejnych otworów powstaje wskutek opadania powierzchni swobodnejThe device for providing a two-phase flow in a liquid sprayer according to the invention is characterized in that the dip tube 5 has a liquid flow restrictor 6 embedded in its lower part or at its end, and above it it includes lateral through holes 9 connecting the outer space of the tube 5 with the conduit of the tube. . The location of the holes in relation to the free surface of the liquid in the ready-to-work sprayer is specific - most or all of the holes are (are) located below this height, and gas access to the next holes is due to the fall of the free surface
PL 229 600 B1 w trakcie rozładowania urządzenia. Otwory te są zorientowane prostopadle do ścian rurki i mają rozmiary o średnicy mieszczącej się w zakresie od 0,5 do 3 mm. Korzystnie otwory te nie są ustawione (rozmieszczone, umieszczone) w jednej linii pionowej, jeden nad drugim, aby pęcherzyki gazu dostające się do kanału rurki, gdzie znajduje się ciecz albo występuje przepływ dwufazowy, nadmiernie nie łączyły się ze sobą.During discharge of the device. These openings are oriented perpendicular to the walls of the tube and have diameters ranging from 0.5 to 3 mm. Preferably, the openings are not aligned (arranged, positioned) in one vertical line, one above the other, so that gas bubbles entering the conduit of the tube where the liquid is present or where there is a two-phase flow do not excessively coincide with each other.
W urządzeniu można opcjonalnie umieścić (zainstalować) filtr cząstek stałych. W jednym z przykładów wykonania może on stanowić odrębną nakładkę 6a (co pokazano na fig. 2B) na rurkę zanurzeniową 5 lub być zintegrowany z ogranicznikiem 6 i stanowić jeden demontowalny element (co pokazano na fig. 2A). Taki ogranicznik może zawierać korpus 10 wewnątrz którego osadzony jest filtr 11, a na zewnątrz którego jest umieszczone łącze gwintowe 12 do połączenia korpusu z rurką zanurzeniową 5. Ograniczony kanał 13 utworzony jest przez skrzyżowane przegrody 14 ogranicznika. Taką przykładową budowę ogranicznika pokazano na fig. 3A, 3B, 3C i 3D.An optional particle filter can be installed (installed) in the device. In one embodiment, it may be a separate cap 6a (as shown in Fig. 2B) for the dip tube 5 or be integral with the stop 6 and constitute one removable piece (as shown in Fig. 2A). Such a restrictor may include a body 10 inside which a filter 11 is mounted, and outside which a threaded connection 12 is provided for connecting the body to the dip tube 5. The restricted channel 13 is formed by the crossed baffles 14 of the restrictor. Such an exemplary construction of the stop is shown in Figures 3A, 3B, 3C and 3D.
Na potrzeby niniejszego wynalazku zaproponowano szczególną konstrukcję dyszy wylotowej dyszę zespoloną, gdzie zachodzi wielostopniowy proces przygotowania medium dwufazowego i dyspersji cieczy do poziomu użytecznej mgły gaśniczej w całym cyklu rozładowania urządzenia. Zespolona dysza wylotowa, w przykładowym wykonaniu pokazanym na fig. 4A, 4B, 4C, 4D i 4E złożona jest z korpusu 15, elementu zewnętrznego - płyty czołowej 16 wyposażonej w kanały wylotowe, oraz elementu wewnętrznego - płyty statora 17 wyposażonego w kanały przelotowe. W obszarze między dwoma wymienionymi płytami (16, 17) znajduje się wolna przestrzeń tj. komora przygotowawcza 18, w koncepcji nieco podobna do re-miksera, gdzie zachodzi proces częściowej re-homogenizacji dwufazowego przepływu medium zasilającego oraz eliminacja większych pęcherzy fazy gazowej, gdy ten przepływ osiągnie stan piany ciężkiej, zanim przepływ dwufazowy osiągnie wloty kanałów wylotowych znajdujących się w płycie czołowej. Płyta czołowa i płyta statora są umieszczone równolegle względem siebie, w pewnej odległości i mogą być połączone z korpusem poprzez łącza gwintowane.For the purposes of the present invention, a special design of the outlet nozzle has been proposed - a combined nozzle, where a multi-stage process of preparing a two-phase medium and dispersion of the liquid to the level of a useful extinguishing mist throughout the discharge cycle of the device takes place. The combined discharge nozzle, in the exemplary embodiment shown in Figs. 4A, 4B, 4C, 4D and 4E, consists of a body 15, an external element - a faceplate 16 provided with exhaust channels, and an internal element - a stator plate 17 provided with through channels. In the area between the two mentioned plates (16, 17) there is a free space, i.e. the preparation chamber 18, somewhat similar in concept to a re-mixer, where the process of partial re-homogenization of the two-phase flow of the feed medium takes place and the elimination of larger gas phase bubbles when this the flow will reach a heavy foam state before the two-phase flow reaches the inlets of the outlet channels in the faceplate. The face plate and the stator plate are spaced parallel to each other and can be connected to the body by threaded connections.
Otwory boczne w rurce zanurzeniowej mogą mieć rozrzut przypadkowy, ale korzystne jest umieszczenie (rozmieszczenie) ich na rurce wzdłuż linii skośnej, linii łamanej lub linii śrubowej względem osi wzdłużnej rurki. Rurka jest ustawiona pionowo, co na potrzeby niniejszego wynalazku rozumie się jako pion względem ziemi, aby pęcherzyki gazu wydostające się z otworów pod wpływem siły wyporu przyspieszały względem następnych, ku górze rurki. Rurka zanurzeniowa jest zazwyczaj sztywna i wykonana z tworzywa sztucznego, ale możliwe jest także wykonanie rurki z innych surowców np. metalu lub z tworzyw elastycznych.The side openings in the dip tube may be randomly distributed, but it is preferable to locate them on the tube along an oblique line, broken line, or helix with respect to the longitudinal axis of the tube. The tube is vertical, which for the purposes of the present invention is understood to be vertical with respect to the ground, so that the gas bubbles emerging from the openings under the influence of the buoyancy force accelerate relative to the next, upward tube. The dip tube is usually rigid and made of plastic, but it is also possible to make the tube from other raw materials, e.g. metal or flexible plastics.
Otwory boczne, z których większość w momencie aktywizacji urządzenia znajduje się pod poziomem powierzchni swobodnej cieczy są położone na różnej wysokości względem górnego końca rurki, ponieważ w trakcie cyklu rozładowania urządzenia opadaniu powierzchni swobodnej cieczy towarzyszy spadek ciśnienia gazu napędowego, ale rurka musi zapewnić sterowalny i zmienny stosunek objętościowy napływających faz gazowej i ciekłej w całym zakresie rozładowania, co jest konieczne dla poprawnej pracy pęcherzykowej dyszy dyspersyjnej. Rozmieszczenie otworów w rurce jest progresywne w kierunku ku ogranicznikowi tj. zostały one zagęszczone ku dołowi rurki, jednak z wyłączeniem pewnego obszaru na samym jej końcu (przy dnie zbiornika). Na odcinku, gdzie występuje progresja odległość pomiędzy kolejnymi, sąsiadującymi otworami, mierzona w pionie, zwiększa się wraz z ich oddalaniem się od ogranicznika. Zwiększanie wspomnianej odległości należy rozumieć jako zwiększenie o co najmniej 5 lub 10%. Ta tendencja jest utrzymana na % długości rurki lub nawet 4/5 lub 5/6 długości rurki, liczonej od góry tj. miejsca jej osadzenia w układzie sterowania rozładowaniem. W pobliżu górnej części urządzenia, w sąsiedztwie układu sterowania rozładowaniem, rurka może być pozbawiona otworów. Dobre efekty pracy urządzenia osiąga się, kiedy otwory są umieszczone (zlokalizowane, rozmieszczone) na linii śrubowej a zwłaszcza dwóch linii śrubowych w układzie „bokser” to znaczy w liniach umieszczonych naprzeciwległe, z których każda, by zapobiegać kolizji pęcherzy generowanych z drugiej linii zakreśla fazę przesunięcia rzędu 180°. Jednak korzystne efekty np. dla urządzeń nieobjętych uregulowaniami gaśniczymi, osiąga się też przy innych ustawieniach otworów. Ogranicznik przepływu cieczy zamocowany jest od strony dopływowej rurki zanurzeniowej. Ogranicznik cieczy jest kalibrowany tzn. jego budowa i w. efekcie zredukowanie przekroju poprzecznego strumienia przepływu cieczy względem średnicy rurki powyżej jego położenia jest dostosowane do wielu innych cech urządzenia np. ciśnienia startowego wewnątrz zbiornika z cieczą,, ilości i średnicy, otworów, gęstości medium ciekłego itp. Przykładowo, gdy ogranicznik ma postać prostej kryzy umieszczonej wewnątrz rurki zanurzeniowej, to zmniejsza on powierzchnię przelotową rurki o co najmniej 8% względem średnicy wewnętrznej rurki.The side openings, most of which at the moment of activation of the device are below the level of the free liquid surface, are at different heights relative to the upper end of the tube, because during the discharge cycle of the device, the fall of the free liquid surface is accompanied by a drop in the pressure of the propelling gas, but the tube must provide a controllable and variable the volume ratio of the incoming gas and liquid phases in the entire discharge range, which is necessary for the proper operation of the bubble dispersion nozzle. The arrangement of the holes in the tube is progressive towards the stop, i.e. they have been thickened towards the bottom of the tube, but excluding a certain area at its very end (at the bottom of the tank). In the section where there is progression, the distance between successive, adjacent holes, measured vertically, increases as they move away from the stop. Increasing said distance should be understood as increasing by at least 5 or 10%. This trend is maintained for% of the tube length, or even 4/5 or 5/6 of the tube length, taken from the top, i.e. where it sits in the discharge control system. Near the top of the device, adjacent to the discharge control system, the tube may have no openings. Good performance of the device is achieved when the holes are placed (located, arranged) on a helix, especially two helix lines in the "boxer" configuration, i.e. in lines placed opposite, each of which, to prevent collision of bubbles generated from the other line, marks the phase 180 ° displacement. However, the beneficial effects, e.g. for devices not covered by fire extinguishing regulations, are also achieved with other openings. The liquid flow limiter is fitted on the upstream side of the dip tube. The liquid limiter is calibrated, i.e. its structure and, as a result, the reduction of the cross-section of the liquid flow in relation to the pipe diameter above its position is adapted to many other features of the device, e.g. starting pressure inside the tank with the liquid, number and diameter, openings, density of the liquid medium etc. For example, when the restrictor is in the form of a simple orifice placed inside the dip tube, it reduces the passage area of the tube by at least 8% relative to the inner diameter of the tube.
PL 229 600 B1PL 229 600 B1
Ogranicznik może mieć dowolną budowę redukującą lokalnie średnicę rurki zanurzeniowej. Może mieć formę prostego przewężenia rurki lub formę częściowej przegrody, np. kryzy, lub układu przegród. Możliwe jest też takie wykonanie wynalazku, że zarówno ogranicznik jak i filtr cząstek stałych stanowią odrębne rozłączalne elementy np. mocowane za pomocą gwintu na rurce.The restrictor may be of any construction reducing the diameter of the dip tube locally. It may take the form of a simple tube constriction or the form of a partial septum, e.g., a flange, or a baffle system. It is also possible to implement the invention in such a way that both the restrictor and the particulate filter are separate, detachable elements, e.g. mounted on a tube by means of a thread.
Urządzenie lub rozpylacz według wynalazku są zaopatrzone w dyszę wylotową. W urządzeniu można zastosować każdą dyszę wylotową, jeżeli tylko będzie ona generować mgłę, np. może to być dysza z pojedynczym otworem wylotowym, dysza Stanleya, lub układy dysz Stanleya. Ze względu na efekt szybkiego; wzrostu udziału (stężenia) fazy gazowej wraz ze spadającym ciśnieniem, bo taki przepływ dwufazowy generowany jest celowo w aspiracyjnej rurce zanurzeniowej, każda taka dysza będzie generowała mgłę na zasadzie pracy dyszy pęcherzykowej. Ze względu na układ konstrukcyjny rozpylacza i korzystne parametry warkocza mgły, zalecany jest układ dyszy wielokanałowej, o kanałach stożkowanych, ustawionych kolizyjnie (dysza zderzeniowa).The device or atomiser according to the invention is provided with an outlet nozzle. Any outlet nozzle can be used in the apparatus as long as it will generate a mist, e.g. it may be a single outlet nozzle, Stanley nozzle, or Stanley nozzle arrays. Due to the fast effect; an increase in the proportion (concentration) of the gas phase with the falling pressure, because such a two-phase flow is intentionally generated in an aspiration immersion tube, each such nozzle will generate a mist based on the operation of a bubble nozzle. Due to the design of the atomiser and the favorable parameters of the mist tail, it is recommended to use a multi-channel nozzle with conical and collision-oriented channels (collision nozzle).
Zespolona dysza wylotowa jest dyszą o specyficznej, udoskonalonej budowie i pracuje jako dysza pęcherzykowa, ale generuje mgłę nawet w reżimie, gdy wskutek zwiększonego udziału (stężenia) gazu w przepływie dwufazowym właściwie nie ma już prawidłowego zasilania tej dyszy. W celu uzyskania prawidłowego działania dyszy w całym cyklu rozładunku rozpylacza, wprowadzono dodatkowo dwa usprawnienia: a) komorę przygotowawczą oraz b) zderzenia strumieni wylotowych za płytą czołową. Wprowadzenie płyty statora poprawia dyspersję mgły w całym cyklu rozładowania. Dyspersja fazy ciekłej przebiega więc wieloetapowo - wewnątrz dyszy, ale też zderzeniową poza nią, a proces przygotowania przepływu dwufazowego w komorze przygotowawczej zwiększa efektywność dyspersji i zakres skutecznej pracy dyszy.The combined outlet nozzle is a nozzle with a specific, improved structure and works as a bubble nozzle, but it generates fog even in the regime when, due to the increased proportion (concentration) of gas in the two-phase flow, there is virtually no proper supply of this nozzle. In order to obtain the proper operation of the nozzle throughout the sprayer unloading cycle, two additional improvements were made: a) the preparation chamber and b) the collision of the outlet streams behind the front plate. The introduction of the stator plate improves the dispersion of the fog throughout the discharge cycle. Thus, the dispersion of the liquid phase takes place in many stages - inside the nozzle, but also in the collision phase outside it, and the process of preparing the two-phase flow in the preparation chamber increases the dispersion efficiency and the scope of the nozzle's effective operation.
W płycie czołowej otwory wylotowe umieszczono parami skierowane ku sobie w celu uzyskania efektu zderzenia strumieni. Ponadto otwory w płycie statora i płycie czołowej są względem siebie nieco przesunięte lub co najmniej część otworów jest przesunięta, co zwiększa skuteczność pracy komory przygotowawczej.In the faceplate, the outlets are placed in pairs facing each other in order to obtain the effect of the collision of the streams. Moreover, the holes in the stator plate and the faceplate are slightly offset to each other or at least some of the holes are offset, which increases the efficiency of the preparation chamber.
Ogranicznik przepływu zabudowany w zespole filtra (lub wyodrębniony) generuje opór przepływu cieczy; który wytwarza nieznaczną, projektową różnicę ciśnień na ściance rurki. Różnica ciśnień powoduje przenikanie fazy gazowej do kanału (do wnętrza) rurki aspiracyjnej z otworów znajdujących się aktualnie nad powierzchnią swobodną cieczy. Tak wytworzony zostaje przepływ dwufazowy, który pod znacznym ciśnieniem dostarczany jest do dyszy dyspersyjnej, gdzie ulega atomizacji. Stabilny warkocz mgły produkowany jest przez niemal cały cykl rozładunku czynnika ciekłego, jedynie pod koniec tego cyklu pojawia się bardzo drobna mgła i duży przedmuch całego systemu związany z dyspersyjnym charakterem napływającego do dyszy medium (aerozolem). Ten wynik jest zamierzony, zrealizowany odpowiednią, zmodyfikowaną lokalizacją najniższych otworów na rurce aspiracyjnej, i ma na celu usunięcie resztek środka ciekłego ze zbiornika ciśnieniowego.A flow restrictor built into the filter assembly (or separate) creates resistance to the flow of the liquid; which creates a negligible design pressure difference across the wall of the tube. The pressure difference causes the gas phase to penetrate into the channel (inside) of the aspiration tube from the openings currently located above the free surface of the liquid. This creates a two-phase flow, which is fed under considerable pressure to the dispersion nozzle, where it is atomized. A stable tail of the fog is produced during almost the entire cycle of unloading the liquid agent, only at the end of this cycle there is a very fine fog and large blow-through of the entire system related to the dispersion nature of the medium flowing to the nozzle (aerosol). This result is intended to be implemented by a suitable modified location of the lowest openings on the aspiration tube to remove residual liquid from the pressure vessel.
Urządzenie według wynalazku może być stosowane w różnych typach gaśnic np. w gaśnicy mgłowej stale pod ciśnieniem lub nabojowej tj. zaopatrzonej w źródło gazu napędowego, które jest aktywowane zbijakiem tuż przed użyciem gaśnicy. Gaz napędowy może być umieszczony wewnątrz gaśnicy w naboju lub na zewnątrz, w zbiorniku ciśnieniowym połączonym kolektorem z zasobnikiem cieczy. Na fig. 5 przedstawiono podstawowe odmiany wykonania wynalazku tj. różne typy gaśnic, które mogą zawierać urządzenie według wynalazku lub jako całość mogą stanowić rozpylacz według wynalazku.The device according to the invention can be used in various types of extinguishers, e.g. a continuously pressurized fog extinguisher or a cartridge fire extinguisher, i.e. equipped with a source of propellant gas which is activated with a hammer just before the extinguisher is used. The propellant gas can be placed inside the fire extinguisher in the cartridge or outside, in a pressure vessel connected to a liquid reservoir by a manifold. Fig. 5 shows the basic embodiments of the invention, i.e. different types of fire extinguishers, which may include the device according to the invention or may constitute a sprayer according to the invention as a whole.
Sposób według wynalazku prowadzi do zmiany trybu pracy znanych rozpylaczy, aby uzyskać udoskonalony rozpylacz poprzez dodanie ogranicznika przepływu cieczy oraz otworów bocznych na rurce zanurzeniowej.The method of the invention changes the mode of operation of known sprayers to obtain an improved sprayer by adding a liquid flow restrictor and side openings on the dip tube.
W urządzeniu według wynalazku skojarzono współpracujące ze sobą trzy zasadnicze udoskonalenia. Zastosowano dyspersyjną dyszę wylotową typu pęcherzykowego, współpracującą z rurką zanurzeniowo-aspiracyjną typu OIG (j. ang. „outside in gas), spełniającą jednocześnie zadanie zmiennego dozowania (proporcjonowania) fazy gazowej do ciekłej poprzez progresywne rozmieszczenie na niej otworów bocznych odsłanianych w trakcie opadania powierzchni swobodnej. Ponadto na rurce zastosowano ogranicznik przepływu cieczy.In the device according to the invention, three fundamental improvements have been combined to cooperate with each other. A bubble-type dispersion outlet nozzle was used, cooperating with an OIG (outside in gas) immersion-aspiration tube, which at the same time fulfills the task of variable dosing (proportioning) of the gas phase to the liquid phase through the progressive arrangement of side openings on it, exposed during the surface falling casual. In addition, there is a liquid flow restrictor on the tube.
Wprowadzenie ogranicznika powoduje że po otwarciu zaworu sterującego powstaje stosunkowo mała różnica ciśnień na bocznej powierzchni rurki, wywołująca przenikanie fazy fazowej do kanału rurki z otworów znajdujących się nad powierzchnią swobodną cieczy. Siła wyporu pęcherzyków sprawia, że unoszone do góry z lekkim przyśpieszeniem w stosunku do następnych, zwiększają stopniowo stężenie objętościowe gazu wewnątrz rurki aspiracyjnej. Wprowadzenie linii śrubowej i stopniowanie podawaniaThe introduction of the restrictor causes that after the opening of the control valve, a relatively small pressure difference arises on the side surface of the tube, causing the phase phase to penetrate into the tube channel from the openings above the free surface of the liquid. The buoyancy force of the bubbles causes that when they are lifted up with a slight acceleration in relation to the next ones, they gradually increase the volume concentration of gas inside the aspiration tube. Introduction of a helix and gradation of feeding
PL 229 600 B1 gazu częściowo ogranicza koalescencję (łączenie się) pęcherzy, gdy wskutek wzrostu stężenia gazu przepływ staje się pianowy.The concentration of gas partially reduces the coalescence (fusing) of the bubbles when the flow becomes foamy due to the increase in gas concentration.
Śledząc bilanse energetyczne związane z dyspersją strumienia cieczy i odnosząc to do pracy gaśnic dla przykładowej gaśnicy wodnomgłowej, gdzie typowe ciśnienie robocze wynosi 15 bar (wzgl.), które w cyklu rozładowania spada do poziomu 1-1,5 bar przy początkowym wypełnieniu butli cieczą w stosunku 65% autorzy doszli do fundamentalnej dla przedstawionego rozwiązania konkluzji. Ośmiokrotnemu spadkowi ciśnienia w butli towarzyszy spadek poziomu lustra cieczy w butli o ponad połowę jej wysokości (odniesiony do jej całkowitej wysokości butli L), ale powinien towarzyszyć temu aż 32 krotny wzrost wymaganego stosunku udziałów objętościowych gazu do cieczy.By following the energy balances related to the dispersion of the liquid stream and referring it to the work of fire extinguishers for an exemplary water-fog extinguisher, where the typical working pressure is 15 bar (relative), which in the discharge cycle drops to 1-1.5 bar with the initial filling of the cylinder with liquid in ratio of 65%, the authors came to a conclusion that is fundamental to the presented solution. The eightfold decrease in pressure in the cylinder is accompanied by a decrease in the level of the liquid level in the cylinder by more than half of its height (related to its total height of the cylinder L), but it should be accompanied by as much as 32-fold increase in the required gas to liquid ratio by volume.
Z tego wynika, że zasilanie gazem strumienia cieczy musi koniecznie być zmienne wraz ze spadającym ciśnieniem wewnątrz butli, co realizuje rurka aspiracyjna wyposażona w ogranicznik przepływu cieczy, a dysza wylotowa powinna być przystosowana do gwałtownie rosnącego udziału (stężenia) fazy gazowej, ale pozostawać możliwie długo w pęcherzykowym reżimie zasilania. Dysza jest umiejscowiona za zaworem sterującym, dlatego spadek ciśnienia na kanałach wylotowych dyszy powinien być znacząco wyższy niż na tym zaworze. Wprowadzenie dyszy wielokanałowej o kanałach stożkowych w kierunku odpływowym spełnia ten warunek.It follows that the gas supply of the liquid stream must necessarily vary with the falling pressure inside the cylinder, which is performed by the aspiration tube equipped with a liquid flow limiter, and the outlet nozzle should be adapted to the rapidly increasing fraction (concentration) of the gas phase, but remain as long as possible. in a follicular feeding regime. The nozzle is located downstream of the control valve, therefore the pressure drop across the nozzle outlet channels should be significantly higher than that across this valve. The introduction of a multi-channel nozzle with conical channels downstream fulfills this condition.
Dodatkowo, pożądane jest wprowadzenie kolizji strumieni (dysza zderzeniowa), które nadmiar energii kinetycznej, zwłaszcza fazy gazowej, powstający przy zwiększającym się udziale (stężeniu) fazy gazowej w dalszych fazach cyklu rozładowania zamieni w dodatkową dyspersję fazy ciekłej.Additionally, it is desirable to introduce jet collisions (collision nozzle), which transform the excess kinetic energy, especially of the gas phase, resulting from the increasing proportion (concentration) of the gas phase in the further phases of the discharge cycle, into an additional dispersion of the liquid phase.
Metoda dyspersji cieczy stosowana w urządzeniu według wynalazku jest całkowicie mechaniczna, dlatego nie jest wymagane stosowanie środków powierzchniowo czynnych i możliwe jest stosowanie wszystkich gazów napędowych przewidzianych odpowiednimi uregulowaniami. Uniwersalność stosowanej mechanicznej metody dyspersji pozwala na stosowanie szerokiego zakresu dodatków chemicznych rozpuszczonych w cieczy. Wprowadzenie środków powierzchniowo czynnych jest dopuszczalne, wtedy przedstawiona gaśnica mgłowa, bez żadnych dalszych modyfikacji zostaje przekształcona w wysokosprawną gaśnicę pianową na pianę sprężoną.The liquid dispersion method used in the device according to the invention is entirely mechanical, therefore no surfactants are required and all propellant gases provided for in the relevant regulations can be used. The versatility of the applied mechanical dispersion method allows the use of a wide range of chemical additives dissolved in the liquid. The introduction of surfactants is allowed, then the presented fog extinguisher is converted without any further modifications into a high-performance foam extinguisher for compressed foam.
W przykładowym teście pracy rozpylacza według wynalazku, który stanowiła gaśnica mgłowa z gazem (azotem) pod ciśnieniem znajdującym się wewnątrz zbiornika razem z wodą zaobserwowano bardzo zadawalające wyniki. Stosowano np. zbiornik o pojemności 10,7 l, który zawierał 6 l czystej wody jako środek gaśniczy, a początkowe ciśnienie w zbiorniku wynosiło 15 bar. Uzyskano stabilny warkocz mgły o długości 11 metrów spadającej do 8 metrów. Rozdrobnienie kropel wody było bardzo silne, ich rozmiary wynosiły średnio poniżej 80 mikrometrów, a przy prawidłowym wykonaniu dyszy wylotowej średnic kropel nieprzekraczających 120 mikrometrów. Uzyskano średnią intensywność przepływu środka ciekłego na poziomie 11 l/minutę. Uzyskano pełne rozładowanie gaśnicy w czasie 29 sekund. Odpowiednio dla zbiornika 3,7 l i 2 I czystej wody, przy tym samym ciśnieniu ładowania, osiągnięto stabilny warkocz mgły o długości 10,5 spadającej do 7,5 metra i czas rozładowania 12 sekund. Obserwowano więc bardzo dobre parametry pracy, uwzględniając objętość akcesoriów przy wypełnieniu gaśnicy cieczą w stopniu wynoszącym 60%, a wysoką sprawność gaśniczą utrzymuje się nawet przy wypełnieniu 70%-owym.Very satisfactory results were observed in an exemplary test of the operation of the atomiser according to the invention, which was a fog extinguisher with gas (nitrogen) at the pressure inside the tank together with the water. For example, a 10.7 L tank was used, which contained 6 L of clean water as the extinguishing agent, and the initial tank pressure was 15 bar. A stable fog tail was obtained, 11 meters long falling to 8 meters. The fragmentation of the water droplets was very strong, their size was on average below 80 micrometers, and with the correct execution of the outlet nozzle, the droplet diameters did not exceed 120 micrometers. An average liquid agent flow rate of 11 L / min was obtained. The extinguisher was fully discharged in 29 seconds. For a 3.7 L tank and 2 L of pure water, respectively, at the same charging pressure, a stable fog tail of 10.5 meters dropped to 7.5 meters and a discharge time of 12 seconds was achieved. Thus, very good operating parameters were observed, taking into account the volume of accessories when the extinguisher was filled with liquid to the extent of 60%, and the high extinguishing efficiency is maintained even with a 70% filling.
Oznaczenia na rysunkach:Designations in the drawings:
zbiornik ciekłe medium gaz pod ciśnieniem układ sterowania rozładowaniem rurka zanurzeniowa ogranicznikliquid tank medium gas under pressure discharge control system dip tube limiter
6a nakładka z filtrem dysza wylotowa otwory boczne w rurce zanurzeniowej korpus ogranicznika filtr łącze gwintowe ograniczony kanał rurki skrzyżowane przegrody ogranicznika korpus dyszy zespolonej płyta czołowa dyszy zespolonej6a cap with a filter outlet nozzle side openings in the immersion tube restrictor body filter threaded connection limited tube channel crossed baffles of the restrictor body of the combined nozzle face plate of the combined nozzle
PL 229 600 B1 płyta statora dyszy zespolonej komora przygotowawcza końcówka do podłączenia węża przedłużającegoThe stator plate of the combined nozzle, preparation chamber, the tip for connecting the extension hose
Claims (12)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL416533A PL229600B1 (en) | 2016-03-17 | 2016-03-17 | Device ensuring two-phase flow in the liquid sprayer and the liquid sprayer containing such a device and method for modifying the liquid sprayer |
| EP17720247.0A EP3429697B1 (en) | 2016-03-17 | 2017-03-16 | Device ensuring two-phase flow in a liquid atomiser as well as a liquid atomiser containing such a device and a method of altering of a liquid atomiser |
| PCT/PL2017/000022 WO2017160173A1 (en) | 2016-03-17 | 2017-03-16 | Device ensuring two-phase flow in a liquid atomiser as well as a liquid atomiser containing such a device and a method of altering of a liquid atomiser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL416533A PL229600B1 (en) | 2016-03-17 | 2016-03-17 | Device ensuring two-phase flow in the liquid sprayer and the liquid sprayer containing such a device and method for modifying the liquid sprayer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL416533A1 PL416533A1 (en) | 2017-09-25 |
| PL229600B1 true PL229600B1 (en) | 2018-08-31 |
Family
ID=58640960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL416533A PL229600B1 (en) | 2016-03-17 | 2016-03-17 | Device ensuring two-phase flow in the liquid sprayer and the liquid sprayer containing such a device and method for modifying the liquid sprayer |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP3429697B1 (en) |
| PL (1) | PL229600B1 (en) |
| WO (1) | WO2017160173A1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3840847B1 (en) | 2018-08-22 | 2023-06-07 | Firemist Sp. z o.o. | A low-pressure mist fire extinguishing device and a set of components for a low-pressure mist fire extinguishing device |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI100701B (en) * | 1996-09-05 | 1998-02-13 | Marioff Corp Oy | Fire-fighting equipment |
| FR2888124B1 (en) | 2005-07-07 | 2007-10-26 | Eurofeu Soc Par Actions Simpli | LIQUID FOG EXTINGUISHER AND USE THEREOF |
| PL65131Y1 (en) | 2009-04-30 | 2010-09-30 | Telesto Sp Z O O | COLLISION NOZZLE FOR SPRAYING THE LIQUID |
| AT508458B1 (en) | 2009-06-30 | 2011-06-15 | Banny Reiter Ulrike | DEVICE AND METHOD FOR CLEANING WASTE WATER LINES FROM UNDERPRESSURE SOFTWARE |
| PL221050B1 (en) | 2010-01-12 | 2016-02-29 | Telesto Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością | Device for regulating the two-phase flow and portable fluid atomizer with two-phase fluid flow |
| BR112013024092A2 (en) | 2011-03-21 | 2016-12-06 | Ada Technologies Inc | mist delivery and water atomization system |
| WO2012177245A1 (en) | 2011-06-22 | 2012-12-27 | Utc Fire & Security Corporation | Effervescent fire suppression |
| WO2016086321A1 (en) * | 2014-12-05 | 2016-06-09 | Jp Sicherheitstechnik Gmbh | Arrangement for producing an extinguishing-agent foam or active-substance foam |
-
2016
- 2016-03-17 PL PL416533A patent/PL229600B1/en unknown
-
2017
- 2017-03-16 EP EP17720247.0A patent/EP3429697B1/en active Active
- 2017-03-16 WO PCT/PL2017/000022 patent/WO2017160173A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3429697A1 (en) | 2019-01-23 |
| WO2017160173A1 (en) | 2017-09-21 |
| EP3429697B1 (en) | 2020-05-20 |
| WO2017160173A8 (en) | 2017-10-19 |
| PL416533A1 (en) | 2017-09-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8915307B2 (en) | Atomizing nozzle for a fire suppression system | |
| US20100032501A1 (en) | Water mist generating head | |
| MX2011005071A (en) | Fire suppression apparatus and method for generating foam. | |
| US11478670B2 (en) | Water-mist fire extinguishing system | |
| CN104039460A (en) | Liquid atomization device | |
| CN104740809B (en) | Extinguishing device and method | |
| RU84715U1 (en) | FIRE FIGHTING PLANT | |
| PL229600B1 (en) | Device ensuring two-phase flow in the liquid sprayer and the liquid sprayer containing such a device and method for modifying the liquid sprayer | |
| RU2514228C1 (en) | Chemical air-foam fire extinguisher | |
| RU2484866C1 (en) | Mobile fire-extinguishing installation | |
| CN201127807Y (en) | Two-phase flow mixed ejection apparatus | |
| JP2006296491A (en) | Foam-generating nozzle for jetting liquid | |
| RU175400U1 (en) | FIRE FIGHTING DEVICE | |
| RU2430789C1 (en) | Mobile fire fighting unit | |
| RU114612U1 (en) | FIRE EXTINGUISHER | |
| RU2264833C1 (en) | Liquid sprayer and fire-extinguisher | |
| RU2653490C1 (en) | Former of fire extinguishing powder | |
| EP3821952A1 (en) | System for forming and delivering fluids in gel form by means of a lance with a venturi device | |
| WO2008103065A1 (en) | Gas powder extinguisher | |
| RU24639U1 (en) | FIRE FIGHTING DEVICE | |
| JP2000237339A (en) | Gas fire extinguisher provided with water atomizer | |
| WO2005102536A1 (en) | Liquid atomizer | |
| JP3996180B1 (en) | Fire extinguishing nozzle | |
| RU110282U1 (en) | INSTALLATION OF FIRE EXTINGUISHING CARS OF MOBILE COMPOSITION AND LIQUID SPRAY | |
| JP7266080B2 (en) | fire extinguisher |